Способы бурения скважины

Способы бурения скважины

Оборудование скважины

Способы бурения скважины на воду, как и способы бурения других скважин, разнообразны. Есть гидравлический, лазерный, механический, огневой, электрический и др. Виды бурения получают названия от используемых механизмов, забойных снарядов, инструментария, положения скважины и ее траектории. Если бурят турбобуром, это турбинное бурение, если пневмоударником — пневмоударное, роторным вращателем — вращательное роторное.

Пробурить скважину под воду своими руками можно разными способами, для реализации которых используются как исключительно мышечные усилия, так и технические средства.

Рассмотрим наиболее популярные виды бурения: шнековый; роторный; колонковый; ударно-канатный.

Между собой эти технологии отличаются способами разрушения породы при сооружении скважины и методами извлечения грунта из ствола сооружения на поверхность. Для проходки выработок с применением различных буровых методов применяется оборудование разных видов, что отражается на себестоимости и качестве готовой конструкции.

Способы бурения скважины на воду:

Бурение скважины вручную:

Ударно-канатный способ бурения скважины:

Ударно-канатный способ — самый простой способ бурения скважин, благодаря ему скважину бурят без помощи тяжелой техники, пользуясь специальной установкой, состоящей из: каркаса, ударной штанги, забивного стакана (патрона), троса, лебедки и блока. Установка для ударно-канатного способа бурения скважин

Установка простейшая — тренога с забивным стаканом; стакан соединен тросом с лебедкой. Лебедкой стакан поднимают вверх, а затем отпускают: острой кромкой снаряд режет грунт. Стакан извлекают, грунт из него изымают и продолжают процесс. Если грунт сыпучий, используют желонку (простой стакан в таком случае не годится, так как теряет в пути все набранное) с заслонкой в нижней части, закрывающейся при наполнении снаряда. Желонка для бурения

В основе процесса лежит применение специфического бурового снаряда — желонки. Это отрезок толстостенной трубы длиной от 1 до 2 м с клапаном шариковым или лепестковым клапаном внизу. В верхней части трубы вырезают «окошко» для извлечения грунта, вершину оснащают рычагом (проушиной) под торс. Привязанную к тросу, перекинутому через блок, желонку свободно кидают на забой. Падая вниз она разрыхляет грунт и захватывает его клапаном. Процесс повторяют несколько раз перед извлечением из ствола желонки.

Извлеченную из скважины желонку освобождают от грунта: переворачивают и вытряхивают его через отверстие.

Этот способ пробивания шахты считается очень трудозатратным, но эффективным. К тому же насыщенные водой пески и рыхлые осадочные породы извлечь из скважины можно только ударно-канатным способом. При желонировании не используется бурильный раствор, благодаря чему с ним нельзя перепутать появившуюся в скважине грунтовую воду. Благодаря высокой трудоёмкости этот метод превосходит по цене роторный. Кроме того, если целью является прохождение дальше первого водоносного горизонта, придется понести затраты на изоляцию шахты от водоносов, которые расположены выше. Для этого применяют дополнительные обсадные трубы. Кроме увеличения расхода материалов, растет и объём работ, которые выполняют специалисты. Поэтому такое сооружение обойдется недешево.

В общем, если вы хотите получить скважину, которая прослужит вам до 50 лет, и располагаете для реализации задуманного достаточным запасом времени, сил и нервов, то выбирайте ударно-канатный метод бурения. Работать придется долго. Вы будете медленно, но верно пробиваться к заветной цели.

Роторный способ бурения:

Для ручного роторного способа бурения, понадобятся следующие механизмы и материалы: бур; лебедка (для облегчения подъема бура с большой глубины); бурильная вышка или тренога; штанги; обсадные трубы. Оборудование для ручного бурения скважины

Если скважина, которую предполагается соорудить, будет достаточно глубокой, понадобится бурильная вышка. С помощью этой конструкции происходит погружение бура со штангами и его последующий подъём. Если же скважина неглубока, можно обойтись и без вышки. В этом случае работа с буром выполняется в ручном режиме. Функцию бурильных штанг могут выполнить узкие трубы, которые соединяются между собой при помощи резьбы или специальных шпонок. Буровой инструмент в процессе сбора конструкции должен присоединяться к самой нижней штанге.

Целостность грунтов нарушают режущие насадки бура. Их выполняют из прочной трехмиллиметровой стали. Кромки насадок необходимо заточить с учетом того, что бур будет вращаться по часовой стрелке и разрушать грунты в результате вращательно-поступательного движения.

Сначала выбираем место для бурения.

В почве делаем углубление примерно на два штыка лопаты. Так выкапывается направляющий ориентир для бура. Над обозначенным нами местом вхождения бура нужно установить вышку. Высота вышки должна соответствовать длине бурильной штанги: она должна быть чуть выше этой длины. Только в этом случае штангу можно будет легко и просто вытащить после окончания работ.

Начало работы не покажется вам сложным. Первые витки бура довольно легко входят в почву. С этой задачей под силу справится и одному работнику. Но при дальнейшем погружении в землю с каждым витком бур идёт всё тяжелее и медленнее. На этой стадии работ без помощника уже не обойтись. Если бур стало трудно поднять на поверхность, его следует повернуть против движения часовой стрелки, а затем повторить попытку.

Когда последующее заглубление бура встречает значительное сопротивление, может возникнуть опасность поломки оборудования. Поэтому нужно попытаться размягчить грунт, используя для этой цели воду. Работа идёт, бур продвигается вниз, но не стоит забывать, что через каждые полметра его продвижения необходимо освобождать инструмент от грунта, а для этого следует поднимать его на поверхность. Когда инструмент полностью погружается в почву по рукоятку, его нужно нарастить следующей штангой. Весь процесс бурения занимает много времени, большую часть которого приходится тратить на подъём бура на поверхность и очистку его от грунта. Поэтому стоит как можно эффективнее использовать каждый цикл, стараясь извлечь наружу как можно больше почвы.

Если слои, которые проходит инструмент, отличаются повышенной сыпучестью, то возникает опасность обрушения шахты скважины в самый неподходящий момент. Чтобы этого не произошло, следует использовать обсадные трубы, которые предотвратят осыпание стенок шахты. Но вот состояние земли, которая выходит на поверхность, изменилось: бур достиг водоносного слоя. Осталось совсем немного. За водоносным слоем должен быть водоупорный. Бур нужно погрузить до водоупорного слоя, чтобы в скважину поступало максимальное количество воды. Максимальная глубина, которая достигается методом ручного бурения, составляет от 10 до 20 метров. Именно на этой глубине, чаще всего, и располагается первый водоносный слой. Первой на поверхность поднимается грязная вода, которую откачивают ручным или погружным насосом. Для промывки скважины достаточно извлечь всего несколько ведер грязи. Если же чистая вода не торопиться сменить грязную, следует пробурить ещё метр или два.

Как и любую другую работу, ручное бурение можно модернизировать, применяя гидропомпу и электродрель. Выполнять такую работу можно даже без помощников.

Механические способы бурения скважины:

Данные способы бурения предполагают бурение грунта с применением установок позволяющих практически исключить мускульную силу человека, как правило они основаны на применении электрических моторов и двигателей внутреннего сгорания, энергия которых преобразовывается в работу шнека или ротора.

Шнековое бурение:

Считается, что именно шнековое, а не роторное бурение является самым простым и финансово-доступным вариантом устройства скважины под воду. Именно применение шнекового метода заложено в большинстве современных малогабаритных буровых установок.установки для шнекового бурения

Шнек – это известный всем Архимедов винт. Те, кто хоть раз видели, как рыбаки бурят лунку для подледного лова, представляют, о чем идёт речь. Аналогичным способом создаётся и неглубокая, до 10 метров, скважина.Шнек для бурения скважины

В процессе работы не применяется ни буровой раствор, ни вода, с помощью которой в других случаях промывают инструмент. Если вы обратитесь за помощью в специализированную организацию, то, скорее всего, они будут использовать в своей работе оборудование для шнекового бурения, которое легко транспортируется и широко применяется.

Особенностью этого вида работы является то, что выполнять её можно не на всех видах грунта.

С помощью шнека нельзя пройти скальные породы или плывуны, зато на сухих и мягких осадочных грунтах этот способ отлично себя зарекомендовал. При выполнении этой работы следует уделить внимание защите шахты от загрязненной воды с поверхности почвы.

Роторное бурение (для скальных пород):

Если выработку предстоит устраивать в скальных грунтах, то для её создания используется роторный способ бурения. В его основе заложено применение специальной бурильной трубы, которая напоминает перевернутый вверх дном тонкий стакан с дробящим грунты шарошечным долотом по нижнему краю.

шарошечное долото
Шарошечное долото для бурения скальных грунтов

Через полость трубы проходят коммуникации, применяемые в бурении. Гидравлическая установка создаёт нагрузку на долото, пробивающее себе дорогу в породе. Дополняет нагрузку масса колонны труб.

Грунт из скважины вымывается с помощью бурильного раствора, подающегося в трубу одним из двух возможных методов:

Прямая промывка. Раствор закачивается в трубу с помощью насоса, после чего вытекает через затрубное пространство вместе с породой.

Обратная промывка. Раствор попадает в трубу самотеком, а из затрубного пространства его вместе с породой откачивают насосом.

Считается, что обратная промывка эффективнее прямой: с её помощью достигается больший дебит скважины за счет наиболее качественного вскрытия водоносного горизонта. Но для осуществления этого метода промывки необходимо применить дорогостоящее оборудование, что сказывается на росте стоимости работ. Прямая промывка обойдется дешевле обратной.

В заключении хочется напомнить, что бурение скважины достаточно трудоемкий процесс, особенно при залегании подземных вод на значительной глубине, основные способы бурения скважин мы с Вами рассмотрели, для лучшего усвоения материала предлагаем посмотреть видео о способах бурения скважин:

Также необходимо учитывать особенности участка и финансовые возможности при оборудование скважины на воду.

 


Понравилось? Поделитесь с друзьями!

Добавить комментарий